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| − | == Allgemeine und konstruktive Grundlagen ==
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| − | Um heutzutage Produkte entwickeln zu können, erfordert dies neue Techniken zur Lösungsfindung technischer Problemstellungen. Konstruieren selbst kann man nicht direkt erlernen, weil dies eine intuitive Tätigkeit des Kontruktuers ist. Vielmehr kann man sich nur Wissen über bestehende Maschinen, Apperate und Geräte aneignen, um folgende Konstruktion mit derer Wissen leichter lösen zu können.
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| | + | == Allgemeine und konstruktive Grundlagen == |
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| | + | Gliederung: |
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| − | === Was ist eine Konstruktion? === | + | === 1 Was heißt „konstruieren“? === |
| − | | + | Eine Konstruktion ist meist eine Maschine, Apparat oder ein Gerät, welch eine Problem-/Aufgabenstellung löst bzw. erledigt. Der Zeitraum von Idee bzw. Ideenfindung bis zum Erstellen der vollständigen Dokumentation nennt man den Konstruktionszeitraum. Nicht jede Konstruktion beginnt bei null. Auch Varianten- und Anpassungen werden konstruiert. Bei diesen stehen oft die Aufgabenstellungen bereits fest. Um das Konstruieren zu erleichtern, kann man das „methodische Konstruieren“ anwenden (Siehe auch Punkt 3). Dies ist in der VDI-Richtlinie 2222 festgehalten. |
| − | Eine Konstruktion erfüllt eine (Gesamt-)Funktion und besteht meist aus mehreren Maschinenelementen (siehe auch Definitionsbeschreibung). Nach dem eigentlichen Zweck, der Funktionserfüllung, sind nun weitere Kriterien beachten. Einhaltung der Sicherheit und die damit verbundene [[Dimensionierung]] und [[Festigkeitsberechnung]]. Hier spielen Beanspruchungen diverser Arten (Zug, Druck, Torsion, Biegung, Kraftfluss…) hinein. Die Werkstoffauswahl beeinflusst Dichte (und dadurch das Gewicht), elastisches Verhalten, [[Härte]], Verarbeitbarkeit (beim [[Schweißen]] oder [[Trennen durch Zerteilen]]) und Aufwendungen. Die möglichen Fertigungsverfahren ergeben sich auch hieraus wie zum Beispiel die Gußkonstruktion oder einer Schweißkonstruktion. Recyclebarkeit nimmt auch eine immer wichtigere Rolle ein. Damit eine Konstruktion auch „konstruierbar“ bleibt, spielen die Kosten auch eine entscheidende Rolle. Die Losgröße, Verwendung von Normen (Normteile, -reihen und -zahlen) haben bei den Kosten anteil daran. | |
| − | Konstruktion ist nicht gleich Konstruktion. Wir unterscheiden zwischen Neukonstruktionen, Anpassungenkonstruktionen und Variantenkonstruktionen mit je 25%, 55% und 20% Anteilen.
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| − | === Konstruktionsmethodik ===
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| − | ==== Zwecke des methodischen Konstruierens ====
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| − | *Rationalisierung
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| − | *Konstruieren für Nachwuchs lehrbar machen
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| − | *Überschaubarkeit
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| − | *allgemeingültige unabhängige Konstruktionsregeln
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| − | *Lösungenkonzepte wirtschaftlich und technisch bewertbar machen
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| − | *Voraussetzungen für Datenbanken und Rechner schaffen
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| − | ===== Funktionendenken des Menschen =====
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| − | Menschen Denken in Form von Bilder. Ein Stichwort löst ein bestimmtes Bild je nach Erfahrung im Kopf der Person aus. Aus diesem Grunde werden öft nicht die optimalsten Lösungen gefunden. Solch einer Konstruktion sieht man die "Handschrift" des Konstrukteuers an.
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| − | Um diese Einschränkung zu verhindern, ist am der Entwicklung eine abstrakte Formulierung erforderlich. Dies wird dann nur durch die Rahmenbedingungen eingegrenzt.
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| − | ===== abstrakte Formulierung =====
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| − | So sieht eine nicht abstrakte Formulierung aus:
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| − | Entwicklungsauftrag für die "Konstruktion eines Zahnradgetriebes". Durch die Angabe von "Zahnradgetriebe" wird die Variantenvielfalt schon so stark eingeschränkt, daß ein technischer Fortschritt nahezu unmöglich wird.
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| − | So sieht diese Formulierung in abstrakterer Form aus:
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| − | Entwicklungsauftrag für ein "Getriebe zur Drehmoment- und Drehzahlwandlung". Durch die geringere Einschränkung sind mehr Lösungsvorschläge möglich. Eine technisch und wirtschaftlich bessere Lösung zu erhalten, steigt dadurch. Beispielsweise könnten bei dieser Formulierung auch Riementriebe, Reibräder, Planetengetriebe oder hydrostatische Wandlung zum Einsatz kommen, welche bei der vorherigen Formulierung bereits ausgeschloßen wurden.
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| − | ==== Phase 1: Planen ====
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| − | Beim Planen wird eine Aufgabenstellung an das Produkt gestellt. Wie diese auszusehen hat, kann man durch Trendstudien, Marktanalysen, Kundenwünsche, usw. ermitteln. Daraufhin wird ein Entwicklungsaufrag erstellt.
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| − | ==== Phase 2: Konzipieren ====
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| − | Bei der Konzeptionsphase wird anhand der Aufgabenstellung eine Anforderungsliste erstellt. Hierbei ist zwischen Forderungen und Wünschen zu unterscheiden. Je nach Umfang ist die Gesamtfunktion in Teilfunktionen auszusplitten.
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| − | Als nächstes wird nach möglichen Lösungen gesucht, welche gesammelt werden. Nachdem für alle Teilfunktionen mehrere Lösungen gesammelt wurden, versucht man diese in mehreren Variante zu kombieren, um die Gesamtfunktion zu erfüllen.
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| − | An diesem Punkt angekommen, können Skizzen und Schemata für die jeweiligen Konzeptkombinationen angefertigt werden.
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| − | Nun werden diese Konzeptkombination auf technische und wirtschaftliche Kriterien bewertet, um den besten Vorschlag heraus zu arbeiten.
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| − | ==== Phase 3: Entwerfen ====
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| − | In der Entwurfsphase werden maßstäbliche Entwürfe erstellt. Der entstandene Entwurf wird erneut technisch und wirtschaftlich auf Schwächen bewertet. Die Schwacgstellen sollen ausgemerzt werden. Der verbesserte Entwurf wir dann zur Optimierung der Gestantzonen genutzt. Demnach wird ein bereichnigter Entwurf erstellt und die Entwurfsphase abgeschlossen.
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| − | ==== Phase 4: Ausarbeiten ====
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| − | Bei der Ausarbeitungsphase wird mithilfe des bereinigten Entwurfs die Einzelteile gestaltet. Zeichnungen, Stücklisten und Anweisungen können daraus erarbeitet werden.
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| − | Je nach Losgröße wird ein Prototyp gebaut, um Herstellung und Funktion zu prüfen. Die entstehenden Kosten können auch geprüft werden.
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| − | ==== Phase 5: Fertigung ====
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| − | Der Bereich Fertigung ist je nach von der Konstruktion anhängig und dementsprechend variabel und kann nicht verallgemeinert werden.
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| | + | === 2 Welche Probleme wirken auf die Konstruktion ein? === |
| | + | Problemursachen können viele Gründe haben. Wenn die Randbedingungen für eine Konstruktion nicht vollständig gegeben sind, können fehlerhafte Konstruktionen entstehen. Zu alle dem ist die Konstruktion oft ein Ziel von Rationalisierungsmaßnahmen. |
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| − | === Begriffe und Fachwörter ===
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| − | *'''[[Normen]]:'''
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| − | Das Normwesen ist die Vereinheitlichung von z.B. Gegenständen zur allgemeinen Nutzung. Dadurch ist eine Rationalisierung, Qualitätssicherung, Humanisierung der Arbeitswelt, Sicherheitsfunktion und Rechtsfunktion möglich. Es ergeben sich einheitliche Bezeichnungen, Abmessungen und [[Toleranzen]] sowie Austauschbarkeit und Verminderung der Varianten auf ein Minimum mit sinnvoller Aufteilung. Die ersten [[Normen]] sind 1869 herausgegeben worden. Bis heute haben sich mehrere Ausschüsse und Institution gebildet wie z.B. [[DIN]] (Deutsches Institut für Normung e.V.), VDI (Verein Deutscher Ingeneure), [[ISO]] und EN.
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| − | === Literatur und Quellen === | + | === 4 Literatur und Quellen === |
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| | Roloff/Matek Maschinenelemente vom Vieweg Verlag; 18. Auflage | | Roloff/Matek Maschinenelemente vom Vieweg Verlag; 18. Auflage |
| | Konstruieren Gestalten Entwerfen vom Vieweg Verlag; 4. Auflage | | Konstruieren Gestalten Entwerfen vom Vieweg Verlag; 4. Auflage |
Eine Konstruktion ist meist eine Maschine, Apparat oder ein Gerät, welch eine Problem-/Aufgabenstellung löst bzw. erledigt. Der Zeitraum von Idee bzw. Ideenfindung bis zum Erstellen der vollständigen Dokumentation nennt man den Konstruktionszeitraum. Nicht jede Konstruktion beginnt bei null. Auch Varianten- und Anpassungen werden konstruiert. Bei diesen stehen oft die Aufgabenstellungen bereits fest. Um das Konstruieren zu erleichtern, kann man das „methodische Konstruieren“ anwenden (Siehe auch Punkt 3). Dies ist in der VDI-Richtlinie 2222 festgehalten.
Problemursachen können viele Gründe haben. Wenn die Randbedingungen für eine Konstruktion nicht vollständig gegeben sind, können fehlerhafte Konstruktionen entstehen. Zu alle dem ist die Konstruktion oft ein Ziel von Rationalisierungsmaßnahmen.
Roloff/Matek Maschinenelemente vom Vieweg Verlag; 18. Auflage
Konstruieren Gestalten Entwerfen vom Vieweg Verlag; 4. Auflage
